流程工業(yè)實時數(shù)據(jù)庫分布式服務(wù)框架的設(shè)計與開發(fā).pdf

1、隨著流程工業(yè)的發(fā)展，各種工業(yè)自動化系統(tǒng)產(chǎn)生的數(shù)據(jù)量急劇增長，傳統(tǒng)的單機(jī)實時數(shù)據(jù)庫由于容量和性能的限制，已難以滿足大型應(yīng)用對海量數(shù)據(jù)處理的需求。流程工業(yè)分布式服務(wù)框架能夠把一臺機(jī)器無法承擔(dān)的處理量分散到多臺，可擴(kuò)展性較好，但目前相關(guān)研究較少。因此，研究適合實時數(shù)據(jù)庫的分布式服務(wù)框架來提高系統(tǒng)的容量、可用性和實時性，具有重要的研究意義和應(yīng)用價值。
　　本文通過研究現(xiàn)有的實時數(shù)據(jù)庫及分布式技術(shù)，分析流程工業(yè)分布式服務(wù)框架的功能、性能等需

2、求，基于已有的服務(wù)總線提出了一種適用于海量數(shù)據(jù)處理的、易于擴(kuò)展的分布式服務(wù)框架，支持對異構(gòu)服務(wù)的集成管理，通過多個單機(jī)實時數(shù)據(jù)庫的整體接入來提高系統(tǒng)容量，并設(shè)計了主從/多重冗余方案及并發(fā)訪問機(jī)制來提高系統(tǒng)的可用性和訪問性能。
　　本文采用分層的思想設(shè)計了分布式服務(wù)框架的總體結(jié)構(gòu)，主要工作如下:
　　(1)設(shè)計了服務(wù)注冊中心來解決服務(wù)的Id分配、校驗等管理問題。然后基于Dijkstra算法設(shè)計了智能尋路策略來快速獲取兩點之間的

3、最優(yōu)路徑，通過自動部署機(jī)制實現(xiàn)對服務(wù)的一站式操作和監(jiān)控。
　　(2)設(shè)計了分布式查詢、訂閱服務(wù)來管理客戶端請求的生命周期，并通過實時數(shù)據(jù)庫代理來屏蔽單機(jī)實時數(shù)據(jù)庫的復(fù)雜性，提供統(tǒng)一的訪問接口。單機(jī)實時數(shù)據(jù)庫在不做改動的情況下即可通過這些服務(wù)快速接入分布式服務(wù)框架，突破單機(jī)的性能瓶頸，提高系統(tǒng)容量。
　　(3)針對高可用性需求，對于實時數(shù)據(jù)庫和有中心的服務(wù)設(shè)計了主從冗余方案，對于無中心的對等服務(wù)設(shè)計了多重冗余方案，提高了系統(tǒng)的

4、可用性，解決了單點故障問題。針對實時性需求，利用線程池和任務(wù)隊列技術(shù)設(shè)計了分布式并發(fā)訪問機(jī)制，引入任務(wù)分片和任務(wù)優(yōu)先級，從而及時響應(yīng)大量請求，提高數(shù)據(jù)訪問的效率。
　　本文基于以上設(shè)計方案，實現(xiàn)了分布式服務(wù)框架的原型軟件，并使用普通商用計算機(jī)搭建了測試平臺，對分布式服務(wù)框架的功能、性能和可用性進(jìn)行了測試。測試結(jié)果表明，該框架有效地實現(xiàn)了海量數(shù)據(jù)的分布式查詢與訂閱;并發(fā)查詢響應(yīng)時間滿足實時性要求;服務(wù)只要有一個實例工作正常就能持續(xù)對